A Harmony célja egy teljes skálázhatósággal és biztonsággal rendelkező, szilánkalapú blokklánc létrehozása. Számos blokklánc-megoldást tanulmányozott a piacon, és saját mérnöki megvalósítási tervet javasolt. Ez az, ahol a Harmony mindenki figyelmét megérdemli.
Ez egy nagyon magas cél.Először is teljes skálázhatósággal rendelkezik.A Harmony sharding nem csak tranzakció megerősítést, hálózati kommunikációt, hanem blokklánc állapotfelosztást is tartalmaz. Másodszor, biztosítanunk kell a széttagoltság biztonságát. A Harmony felosztása a DRG (Distributed Random Generation) folyamaton alapul, ami kiszámíthatatlanná, igazságossá, ellenőrizhetővé és méretezhetővé teszi. Ezenkívül a Harmony a PoS-mechanizmust alkalmazza a PoW-mechanizmus helyett a validátorok kiválasztásához, és saját optimalizálással rendelkezik a PBFT konszenzusmechanizmusához. A PoS-nek van egy bizonyos küszöbe, nemcsak azért, hogy a kis érdekeltek részt vehessenek a hálózatban és bevételhez jussanak, hanem azért is, hogy megakadályozzák a rosszindulatú támadók ellenőrzését egyetlen szilánk felett. A Harmony az Adaptive Information Dispersal Algorithm használatával valósítja meg az információterjesztést egy szilánkon belül és egy szilánkos hálózaton keresztül. A Harmony a Kademlia útválasztást is használja a szilánkok közötti keresztirányú tranzakciók megvalósítására, amelyek logaritmikusan skálázódnak a szilánkok számának növekedésével. A shardingnál a cross-shard tranzakciók konzisztenciáját is fenn kell tartani A Harmony támogatja a cross-shard tranzakciókat is, támogatja a szilánkok közötti közvetlen kommunikációt, és egy atomi zárszerkezeten keresztül biztosítja a cross-shard tranzakciók konzisztenciáját.
Összességében a Harmony a protokollréteg és a hálózati réteg optimalizálásával skálázható, biztonságos és decentralizált blokkláncot próbál biztosítani, amely képes támogatni a főbb decentralizált alkalmazási forgatókönyveket, beleértve a játékokat, a decentralizált cseréket, az IoT-t stb. Ez egy ambiciózus jövőkép.

Projektlátás

Jelenleg számos új blokklánc-projekt próbálja növelni a tranzakciók feldolgozási sebességét (áteresztőképességét), de az olyan új megoldásoknak, mint a dPoS az EOS-ben és a TRON-ban, a Rootchain a Quarkchain-ben stb., fel kell áldozniuk néhány kulcsfontosságú elemet, például a decentralizációt. és a biztonság jelentősen javíthatja a teljesítményt.
Bár egy ilyen rendszer nagyon gyorsan fut, csak félig központosított rendszernek tekinthető, amely elveszti a blokklánc alapvető fogalmát - decentralizációt.
A blokklánc-bővítés megoldásaként a felosztás jelentősen javíthatja a hálózati teljesítményt a biztonság és a decentralizáció veszélyeztetése nélkül.
A Harmony úgy oldja meg a blokklánc-bővítés problémáját, hogy bevezeti a blokkláncba az állapotfelosztást – mivel minden csomópontnak csak a blokklánc-adatok egy részét kell futtatnia és tárolnia a tranzakció befejezéséhez, a tranzakciófeldolgozás munkaterhelését megosztja a folyamat. Ez nagymértékben javítja a maga a blokk méretezhetősége.

A projekt legfontosabb elemei

A skálázás az egyik legtöbbet emlegetett kérdés a blokklánc-iparban jelenleg. Aki először oldja meg ezt a problémát, az iparágvezető lesz. Természetesen itt az a feltevés, hogy a biztonság és a decentralizáció két tulajdonságának figyelembevétele mellett, ha e két kulcsfontosságú tulajdonság feláldozásával sikerül áttörést elérni, akkor ez csak alacsony szintű áttörés, vagy a eltérő fejlődési út.
A biztonság és a decentralizáció figyelembevétele mellett a sharding a blokklánc-bővítés egyik legfontosabb útja. Ez áll a Harmony felfedezésének középpontjában. Bár vannak más sharding blokklánc-projektek, köztük az Ethereum 2.0, vannak láncokon átívelő projektek is. Ha a Harmony fel tudja fedezni a shardingot, akkor szilárdabb lehet, mint más projektek. Akkor van esélye, hogy megszerezze előnyt jelent a versenyen.
Természetesen a Harmony csapata egy nehéz utat választott, amely sok erőfeszítést igényel, és nagyon erős versenyzőkkel rendelkezik. A Harmony csapatának a Blue Fox Notes bevezetője szerint a projekt 18 millió dolláros finanszírozást ért el, a befektetők pedig a Szilícium-völgyből, Ausztráliából, Hongkongból és Szingapúrból rendelkeznek forrásokkal, és jól indult.
A Harmony fehér könyvéből kitűnik, hogy a csapat letisztult technikai gondolkodású, és alaposan átgondolta a sharding projektek megvalósítása során felmerülő problémákat A csapat főként K+F személyzetből áll, főként a háttérből. Microsoft, Google és Apple .

Műszaki áttekintés

Skálázható FBFT konszenzus mechanizmus
A Harmony nem a PoW-t, hanem a PoS-mechanizmust alkalmazza, a felhasználók a blokkok előállításához járó jogokat és jutalmakat tokenek kockáztatásával szerzik meg. Ugyanakkor a Harmony az FBPT mechanizmust használja a blokkgyártási és ellenőrzési folyamatban. Mielőtt elmagyaráznánk, mi az FBFT, tudjuk, hogy a PBFT gyakorlati bizánci hibatűrés. Mivel a PBFT rendelkezik egy olyan mechanizmussal, amellyel a hitelesítőknek el kell juttatniuk szavazataikat más hitelesítőknek, ez nagymértékben megnöveli a PBFT kommunikációs összetettségét, megnehezítve a blokklánc kiterjesztését, ha a rendszer több száz vagy több ezer csomóponttal rendelkezik.
Arra a problémára, hogy a PBFT-t nehéz bővíteni, az FBFT-t optimalizálták, és az FBFT-vel lineáris bővítést lehet elérni a kommunikációs komplexitás tekintetében. Konkrétan hogyan lehet elérni? Az FBFT-mechanizmusban vezetői és hitelesítő szerepe is van, és nem szükséges, hogy minden hitelesítő közvetítse a szavazatait. A vezető több aláírásból álló aláírási folyamatot hajt végre a hitelesítők szavazatainak összegyűjtésére. Ennek a több aláírásnak a mérete O(1 ), majd sugározza a szavazást. Ez azt jelenti, hogy minden érvényesítőnek csak egy többszörös aláírást kell fogadnia, így a kommunikáció bonyolultsága O(n^2)-ről O(n)-re csökken.
A Schnorr aláírási mechanizmus konstans méretű többaláírásos aggregációt érhet el, és multicast fát alkothat az ellenőrzők között, hogy megkönnyítse az üzenetek kézbesítését, de a schnorr többaláíráshoz titkos kötelezettségvállalási körökre van szükség, ami azt a problémát okozza, hogy egyetlen oda-vissza útra van szükség. multi-signature , az FBFT a BLS (Boneh-Lynn-Shacham) többaláírási sémát használja a probléma optimalizálására, és csak egy oda-vissza útra van szükség, ezért az FBFT 50%-kal gyorsabb, mint a Schonorr aláírási mechanizmust használó BFT. Végül a Harmony a RaptorQ szökőkút kódját is alkalmazza a blokk sugárzási folyamat felgyorsítására.
Meg kell jegyezni, hogy az összes Harmony konszenzus-ellenőrzőt a PoS-mechanizmus alapján választják ki. A több szavazati részesedéssel rendelkező érvényesítők több szavazattal rendelkeznek, mint mindenki más, és nem írnak alá egy szavazatot. Ez azt is jelenti, hogy a vezető nem a 2f+1 hitelesítő aláírását várja, hanem a 2f+1 hitelesítők szavazati részesedését.
Véletlenszerű algoritmus, amely integrálja a VRF-et és a VDF-et
A blokklánchoz gyorsan bővíteni kell, például a fent említett FBFT-vel gyorsabb tranzakció-visszaigazolás érhető el, de mindig a biztonság a legfontosabb fontos. A blokkok érvényesítésének folyamatában a véletlenszerűség fenntartása a biztonság szempontjából kiemelt prioritás.
Egy jó véletlenszerű algoritmusnak egyszerre kell kiszámíthatatlannak, ellenőrizhetőnek, megkülönböztetéstől mentesnek és skálázhatónak lennie. Egyes protokollok lehetnek kiszámíthatatlanok, nem diszkriminatívak és ellenőrizhetők, de a skálázhatóság gyenge, ilyen például a RandHound protokoll. Megvannak a maguk előnyei és hátrányai.
A Harmony egy véletlenszerű generálási algoritmust javasol, amely egyesíti a VRF és VDF technológiákat. A VRF egy ellenőrizhető véletlenszerű függvény, a VDF pedig egy ellenőrizhető késleltetési függvény. Az Algorand a VRF-en (Verifiable Random Function) alapuló kriptográfiai osztályozást használ a konszenzusos ellenőrző csoport kiválasztásához; az Ethereum 2.0 a VDF-et (Verifiable Delay Function) javasolja, hogy késleltesse a tényleges véletlenszám felfedését és megakadályozza az utolsó feltáró támadását.
A VDF miatt a vezető nem tudhatja a tényleges végső véletlenszámot mindaddig, amíg a pRnd el nem kerül a blokkláncba. Mivel a VDF-et az Rnd kiszámítására használják, a pRnd már az előző blokkban le lett kötve, így a vezető nem tudja manipulálni. Ha a vezető nem küldi el a pRnd-t a protokoll leállításához, az FBFT-nek van egy időtúllépési mechanizmusa a vezető váltásához és a protokoll újraindításához. Ezenkívül a Harmony által elfogadott DRG protokoll összetettsége O(n), ami legalább egy nagyságrenddel gyorsabb, mint egyes projektek.
PoS-alapú felosztás
A PoW-nak és a PoS-nek is meg kell akadályoznia a Sybil-támadásokat. A PoW lánc számítási teljesítményt használ azonosságának bizonyítására, és így jogot szerez blokkok előállítására. A Harmony elfogadja a PoS-mechanizmust, a PoS pedig az érvényesítő equity token ígéretét használja ennek bizonyítására. Ahhoz, hogy a Harmónia érvényesítőjévé válhasson, először meg kell kockáztatnia bizonyos tokeneket. Minél több tokent tesz meg, annál több érvényesítő szavazati részesedést kaphat. Minden szavazati jogot biztosító részvény egy szavazatnak felel meg a BFT konszenzusára.
A téttel rendelkezők a megtett tokenekkel arányos szavazati részesedést kapnak. A szavazati jogot biztosító részvények véletlenszerűen kerülnek a shardokhoz. Azok az érdekeltek, akik a szilánk érvényesítőjévé válnak, megfelelő szavazati jogot kapnak a szilánkban.
A Harmony konszenzusában és feldarabolásában a ciklusok (korszakok) fogalma szerepel. Az időszakok előre meghatározott időintervallumok, amelyek során a szilánk szerkezete rögzített, és minden szilánk folyamatosan konszenzust futtat ugyanazzal az érvényesítőkészlettel.
Minden ciklus elején egy véletlen számot generál a DRG protokoll, és a véletlenszám alapján határozza meg a fragmentációs struktúrát. Az érvényesítőknek meg kell kockáztatniuk az előző időszak tokenjeit, ha egy bizonyos időszak során szeretnének érvényesíteni a tranzakciókat. A tét ígéretének határideje azelőtt van, hogy a véletlenszámú preimage pRnd beküldésre kerülne a blokkláncba.
Minden új érvényesítési ciklus elején az új érvényesítő szavazati részesedései véletlenszerűen hozzá vannak rendelve a szilánkokhoz. Új érvényesítők csatlakoznak egy szilánkhoz, és szavazati részesedéseiket kiosztják. A szilánkos konszenzushoz legalább 2f+1 szavazati részesedéssel rendelkező blokk aláírás szükséges.
Egyetlen szilánk biztonságának biztosítása érdekében a Harmony adaptív küszöbértékes PoS-t alkalmaz, amely adaptív módon módosítja a szavazati jogot biztosító részvények árát algoritmusok segítségével, és az egyes szavazati jogot biztosító részvényeket a szilánkokhoz rendeli az egyetlen ellenőrzés By helyett.
A nagyszabású zálogjogosult támadások megelőzése érdekében a Harmony nem az ellenőrzőket, hanem a szavazati jogot biztosító részesedéseket töri szét, hogy megakadályozza, hogy nagyszámú érmetartó ellenőr egyetlen szilánkot is elfoglaljon. Egyetlen érvényesítő több shardhoz is hozzárendelhető, ha különböző shardokhoz van hozzárendelve szavazati részesedés. A szilánk vezetője elhatározza, hogy egy bizonyos csoportban az első szavazati részesedéssel rendelkező érvényesítő lesz.
Ugyanakkor a szavazati arányok olyan kicsik, hogy a rosszindulatú támadók nem tudnak egyetlen szilánkba gyűjteni a hatalmat. A számítások után a Harmony úgy véli, hogy ha több mint 600 szavazati jogot biztosító részvény van, akkor garantálható a felosztás magas biztonsága.
A gazdasági előnyöket figyelembe véve a több téttel rendelkező validátoroknak nagyobb esélyük van arra, hogy vezetővé váljanak. Rosszindulatú viselkedés esetén az érvényesítők, akik tokeneket tettek, attól tartanak, hogy érdekeik csorbulnak, ezáltal biztosítva a hálózat biztonságát.
A fenti mechanizmusokon kívül a Harmony egy átdolgozott szilánkos sémát is alkalmaz biztonságának javítása érdekében. Mert ha a szilánkok strukturáltak maradnak, a rosszindulatú támadóknak továbbra is lehetőségük van támadásaikat végrehajtani. Mint például a statikus ciklusú támadás, a lassú alkalmazkodási támadás vagy a teljes alkalmazkodási támadás végrehajtása és így tovább. A Harmony a Cuckoo-szabályokon alapuló újrafelosztási mechanizmust használ a problémák megoldására. Az érvényesítési ciklus végén, amikor a tétüket visszavonó érvényesítőket kizárják a hálózatból, a tétüket megtartók pedig maradnak.
Gyors állapotú szinkronizálás
Egy epocha első blokkja tartalmaz egy hash hivatkozást az előző korszak első blokkjára. Ez lehetővé teszi az új csomópontok állapotának gyors szinkronizálását, ahol szürke blokkokra támaszkodhatnak az aktuális állapot gyors ellenőrzéséhez.
Ha le kell töltenie a teljes blokklánc előzményt a szilánkos tranzakciók ellenőrzéséhez, akkor az idő túl hosszú. Ha szinkronizálta az Ethereum blokklánc előzményeit, tudni fogja, hogy ez több napig is eltarthat. A Harmonynak csak az aktuális állapotot kell letöltenie egy ciklusidőn belül.
A Harmonyban a szilánkhoz csatlakozó új ellenőrzők először letöltik az aktuális állapotot az adott szilánkra. Az új csomópontok letöltik a korábbi blokkfejléceket, és aláírásaik ellenőrzésével ellenőrzik a blokkfejléceket. A szilánkos állapot mindaddig érvényes, amíg vannak kriptográfiai nyomok az aktuális állapottól a genezis blokkig, például hash-mutatók és aláírások.
Ugyanakkor az aláírás-ellenőrzési számítás költségeinek és időköltségének csökkentése érdekében a Harmony minden ciklusának első blokkja tartalmaz egy további hash-mutatót, amely az előző ciklus első blokkjára mutat. Ily módon egy új csomópont átugorhat más blokkokat egy ciklusban, amikor a hash mutatóját a genezis blokkra követi, ezáltal felgyorsítva a blokklánc aktuális állapotának ellenőrzését. Végül az állapotszinkronizálási folyamat további optimalizálása érdekében a Harmony magát a blokklánc állapotot a lehető legkisebbre fogja tartani.

Kapcsolódó linkek:
https://www.qukuaiwang.com.cn/szhb/3285.html###